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Stage:124
From Master 2 Recherche Biosciences Végétales
Laboratoire d'accueil : LIPM
Equipe d'accueil : Signaux symbiotiques et leur perception/transduction
Encadrant(e)(s) : Sandra Bensmihen 05 61 28 54 63 sandra.bensmihen@toulouse.inra.fr
Les facteurs Nod (FN) et facteurs Myc (FM) sont des molécules produites par des micro-organismes symbiotiques du sol (bactéries du genre Rhizobium et champignons endomycorhiziens du genre Glomeromycota, respectivement). L’équipe d’accueil a identifié la structure de ces molécules et montré qu’elles stimulaient, en plus de l’établissement des interactions symbiotiques, la formation de racines latérales (RL) chez la plante modèle Medicago truncatula [1,2]. Le développement du système racinaire des plantes représente un enjeu agronomique certain car c’est lui qui assure l’ancrage et la nutrition minérale de la plante, et les facteurs Nod sont déjà commercialisés par la société Novozymes pour une application en champ. Cependant, les mécanismes moléculaires de l’action des FN et FM sur la formation des RL sont très peu compris. L’auxine, hormone clé du développement des RL, est probablement impliquée dans ce phénomène. Nous avons récemment décrit les étapes cellulaires précoces de la formation des RL chez M. truncatula (Herrbach et al., soumis). Nous disposons également de lignées de plantes transgéniques exprimant le gène marqueur GUS ou VENUS (protéine fluorescente) sous le contrôle d’un promoteur de réponse à l’auxine (DR5) qui permettent de suivre (in vivo pour le marqueur VENUS) le développement précoce des RLs. Enfin, nous devrions bientôt obtenir des données d’études transcriptomiques sur des stades précoces de développement des RL chez M. truncatula (en présence ou non de FN).
Au cours de ce stage, il s’agira donc :
1) De poursuivre la caractérisation « macroscopique » de l’action des FN et FM sur les stades de développement des RL, à l’aide notamment des lignées DR5 :GUS et DR5 :VENUS, afin de préciser à quel(s) stade(s) du développement des RL ces facteurs sont le plus actifs.
2) De fournir une meilleure description de l’interaction entre l’action des FN/FM et certaines phytohormones (études pharmacologiques en présence de FN ou FM, notamment sur les lignées rapporteurs DR5 :GUS et DR5 :VENUS )
3) De contribuer à l’analyse de certains gènes candidats issus de l’étude transcriptomique, notamment ceux potentiellement liés à l’auxine ou analogues de gènes connus pour intervenir dans le développement des RLs chez Arabidopsis. Il s’agira notamment de confirmer l’expression de ces gènes par RT-PCR ou d’établir des constructions promoteur :GUS ou GFP à analyser in planta.
Techniques utilisées
Culture de plantules in vitro ; coloration histochimique ; observations en microscopie optique (voire confocale) ; transformation de racines de M. truncatula par A. rhizogenes ; clonage de gènes d’intérêt pour créer des constructions rapporteurs « promoteur spécifique » couplé à une molécule fluorescente ou le gène GUS ; manipulation d’ARN ; RT-PCR.
Références bibliographiques
1. Maillet F, Poinsot V, Andre O, Puech-Pages V, Haouy A, et al. (2011) Fungal lipochitooligosaccharide symbiotic signals in arbuscular mycorrhiza. Nature 469: 58-63.
2. Olah B, Briere C, Bécard G, Dénarié J, Gough C (2005) Nod factors and a diffusible factor from arbuscular mycorrhizal fungi stimulate lateral root formation in Medicago truncatula via the DMI1/DMI2 signalling pathway. Plant J 44: 195-207.